DE916921C

DE916921C - Control valve for over and under pressure

Info

Publication number: DE916921C
Application number: DES19277D
Authority: DE
Inventors: Paul Baer
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1944-06-20
Filing date: 1944-06-20
Publication date: 1954-08-19

Description

Regelventil für Über- und Unterdruck Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil mit einer scheiben- oder balgförmigen Arbeitsmembran, die unter der Wirkung des Minderdruckes entgegen einer Belastungsfeder den Ventilkegel oder einen sonstigen Ventilverschlußkörper derart steuert, daß im Minderdruckraum die gewünschte Druckhöhe aufrechterhalten wird. Ein derartiger Regler ist für die Regelung beliebiger flüssiger, gasförmiger oder dampfförmiger Medien, wie Wasser, Benzin, Ö1, Gas, Luft oder Dampf, aller Art geeignet.Control valve for positive and negative pressure The invention relates to a control valve with a disk-shaped or bellows-shaped working diaphragm, which under the effect of the reduced pressure against a loading spring the valve cone or controls another valve closure body in such a way that the desired pressure level is maintained. Such a controller is for the regulation any liquid, gaseous or vaporous media, such as water, gasoline, Oil, gas, air or steam, all types suitable.

Es sind Regelventile der vorstehenden Art für Überdruck bekannt, welche dafür sorgen, daß im Minderdruckraum ein bestimmter, über dem Atmosphärendruck liegender Druck aufrechterhalten wird. Demgegenüber sind auch Unterdruckregelventile bekanntgeworden, welche auf einen Unterdruck oder ein Vakuum im Minderdruckraum ansprechen und ein Überschreiten des gewünschten Unterdruckes verhindern.There are control valves of the above type for overpressure known which ensure that there is a certain pressure above atmospheric pressure in the reduced pressure space Pressure is maintained. In contrast, vacuum control valves have also become known, which respond to a negative pressure or a vacuum in the reduced pressure space and a Prevent the desired negative pressure from being exceeded.

Durch die Erfindung wird bezweckt, ein Regelventil zu schaffen, welches sowohl für Überdruck als auch für Unterdruck verwendbar ist, ohne daß bauliche Änderungen vorgenommen werden müssen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur wechselseitigen Belastung der Arbeitsmembran Avei gegensinnige, wahlweise in Wirkstellung einstellbare Federn vorgesehen sind, von denen die eine unter der Wirkung eines die Arbeitsmembran beaufschlagenden Überdruckes im Sinne einer Schließung des Ventilkegels, die andere dagegen unter der Wirkung eines die Arbeitsmembran beaufschlagenden Unterdruckes im Sinne einer Öffnung des Ventilkegels gespannt wird. Die wahlweise Einstellung der Federn in ihre Wirkstellung kann gemäß einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe einer gemeinsamen Regulierspindel geschehen, die bei ihrem Vorschub die eine Feder spannt, die andere Feder dagegen entspannt, und umgekehrt bei ihrer Rückwärtsbewegung die erstgenannte Feder entspannt und die andere Feder spannt. Beide Federn können bei dieser Ausführungsform zweckmäßig konzentrisch ineinander angeordnet sein.The invention aims to provide a control valve which can be used for both positive and negative pressure without structural changes must be made. This object is achieved according to the invention in that for reciprocal loading of the working diaphragm Avei opposing directions, optionally in Active position adjustable springs are provided, one of which is under the action an overpressure acting on the working diaphragm in the sense of a closure of the valve cone, the other, however, under the action of the working diaphragm applied negative pressure is tensioned in the sense of an opening of the valve cone. the optional setting of the springs in their operative position can according to a special simple and advantageous embodiment of the invention with the help of a common Regulating spindle happen, which tensions one spring as it is advanced, the other The spring, on the other hand, is relaxed, and vice versa when it moves backwards, the former The spring is relaxed and the other spring is tensioned. Both springs can in this embodiment expediently be arranged concentrically one inside the other.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein und dasselbe Regelventil mit einem Handgriff aus einem Überdruckventil in ein Unterdruckventil verwandelt bzw. nach Belieben zur Einstellung eines bestimmten Überdruckes oder Unterdruckes verwendet werden kann. Es brauchen zu diesem Zweck keinerlei konstruktive Änderungen an dem Regelventil vorgenommen werden, vielmehr genügt es beispielsweise bei Verwendung einer gemeinsamen Regulierspindel, durch Vor- oder Rückdrehung dieser Spindel die eine oder andere Feder in ihre Arbeitsstellung zu bringen. Mit Hilfe der gleichen Regulierspindel läßt sich dann außerdem noch der jeweils gewünschte Überdruck oder Unterdruck einstellen. Auf diese Weise wird das Arbeitsgebiet eines Regelventils der in Rede stehenden Art vervielfacht. An Stelle von zwei verschiedenen Regelventilen genügt nunmehr in zahlreichen Fällen die Anordnung eines einzigen Reglers gemäß der Erfindung. Auch wird die Herstellung derartiger Regelventile vereinfacht und verbilligt sowie die Lagerhaltung vereinfacht.The invention achieves that one and the same control valve can be transformed from a pressure relief valve into a vacuum valve with a single movement or at will for setting a certain overpressure or underpressure can be used. There is no need for any structural changes for this purpose be made on the control valve, rather it is sufficient, for example, when using a common regulating spindle, by turning this spindle forwards or backwards to bring one or the other spring into its working position. With the help of the same Regulating spindle can then also still be the respectively desired overpressure or Set the vacuum. In this way, the working area of a control valve becomes of the type in question multiplied. Instead of two different control valves is now sufficient in numerous cases the arrangement of a single controller according to the invention. The manufacture of such control valves is also simplified and cheaper and simplified storage.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige Figur der Zeichnung im Längsschnitt ein Regelventil für Über- und Unterdruck mit balgförmiger Arbeitsmembran und vollständiger Druckentlastung des Ventilkegels.In the drawing, the invention is in one embodiment for example illustrates, namely shows the only figure of the drawing in longitudinal section a control valve for positive and negative pressure with a bellows-shaped working diaphragm and complete Pressure relief of the valve cone.

Das in der Zeichnung dargestellte Regelventil besitzt ein Ventilgehäuse i mit einem Vordruckraum 2 und einem Minderdruckraum 3. Durch den eingezeichneten Pfeil wird die Durchströmungsrichtung des Ventils angedeutet. Das strömende Medium gelangt demnach aus dem Vordruckraum 2 durch einen Ventildurchgang 4 in den Minderdruckraum 3, wobei ein Ventilkegel 5 in bekannter Weise je nach den Steuerungsimpulsen den Ventildurchgang 4 mehr oder weniger weit öffnet oder drosselt bzw. abschließt. Der Ventilkegel 5 besteht im allgemeinen aus Metall; er kann aber auch mit einer Gummidichtung versehen oder in sonstiger Weise als Verschlußkörper ausgebildet sein.The control valve shown in the drawing has a valve housing i with a pre-pressure chamber 2 and a downstream pressure chamber 3 The arrow indicates the direction of flow through the valve. The flowing medium accordingly comes from the admission pressure chamber 2 through a valve passage 4 into the downstream pressure chamber 3, wherein a valve cone 5 in a known manner depending on the control pulses Valve passage 4 opens or throttles or closes to a greater or lesser extent. Of the Valve cone 5 is generally made of metal; but it can also be fitted with a rubber seal provided or otherwise designed as a closure body.

Unterhalb des Ventilgehäuses i ist ein Balggehäuse 6 angeordnet, dessen Impulsrahm 7 durch Bohrungen 8 einer Führungsbüchse 9 mit dem Minderdruckraum 3 in Verbindung steht.Below the valve housing i a bellows housing 6 is arranged, the Impulse frame 7 through holes 8 in a guide bushing 9 with the reduced pressure space 3 communicates.

In der Führungsbüchse 9 gleitet eine mit dem Ventilkegel 5 verbundene Ventilstange io, deren unteres Ende mit dem Boden i i eines Federrohres 12 fest verbunden ist. Der Boden i i und das Federrohr 12 bilden zusammen einen Arbeitsbalg, dessen unteres Federrohrende in einen Deckel 13 eingedichtet ist. An Stelle eines solchen Federrohrbalges 11, 12 kann auch eine scheibenförmige Membran vorgesehen sein. Das Federrohr 12 kann im allgemeinen aus Metall bestehen; man kann aber auch Membranen aus einem anderen Stoff, wie z. B. Leder, Gummi od. dgl., verwenden.A connected to the valve cone 5 slides in the guide bush 9 Valve rod io, the lower end of which is fixed to the bottom i i of a spring tube 12 connected is. The bottom i i and the spring tube 12 together form a working bellows, the lower end of the spring tube is sealed into a cover 13. Instead of one Such tubular bellows 11, 12 can also be provided with a disk-shaped membrane be. The spring tube 12 can generally consist of metal; but you can also Membranes made of another material, such as B. leather, rubber or the like. Use.

Der Innenraum 14 des Arbeitsbalges i 1, 12 steht durch einen im Deckel 13 vorgesehenen Atmungskanal 15 mit der Außenluft in Verbindung. Der Impulsraum 7 ist durch eine mittels einer Schraube 16 verschließbare Bohrung 17 zugänglich, durch die der Impulsraum 7 entlüftet, gefüllt und entleert werden kann.The interior 14 of the working bellows i 1, 12 is in the cover through a 13 provided breathing channel 15 with the outside air in connection. The momentum space 7 is accessible through a hole 17 that can be closed by means of a screw 16, through which the pulse space 7 can be vented, filled and emptied.

Im Innenraum 14 des Arbeitsbalges 11, 12 ist eine Überdruckfeder 18 angeordnet, die sich einerseits gegen den Balgboden i i und andererseits gegen den äußeren Bund i9 einer Regulierspindel 2o abstützt. Die Regulierspindel 2o ist in dem Deckel 13 verschraubbar und hohl oder rohrförmig ausgebildet. Sie besitzt oberhalb des Bundes i9 eine rohrförmige Verlängerung 21, die gleichzeitig zur Führung der sie umgebenden - Überdruckfeder i8 dient und an ihrem oberen Ende einen ringförmigen Bund 22 besitzt. Gegen diesen Bund 22 stützt sich innerhalb der rohrförmigen Verlängerung 21 eine Überdruckfeder 23, deren anderes Ende von einem am freien Ende einer Stange 24 befestigten Federteller 25 abgestützt wird. Oberhalb des Ventilgehäuses i ist ein weiteres Balggehäuse 26 angeordnet, in welchem ein Entlastungsfederrohr 27 untergebracht ist. Dieses Entlastungsfederrohr 27 ist einerseits in den oberen Teil des Ventilkegels 5 und andererseits in einen mit einem Atmungskanal 28 versehenen Gehäusedeckel 2,9 eingedichtet. Zum Füllen, Entleeren und Entlüften des äußeren Balggehäuseraumes 3o dient wiederum eine mittels einer Schraube 31 verschließbare Bohrung 32. Ferner ist zur Führung des Ventilkegels 5 in dem Gehäuse 26 eine besondere Führungsbüchse 33 angeordnet.In the interior space 14 of the working bellows 11, 12 a pressure spring 18 is arranged, which is supported on the one hand against the bellows base ii and on the other hand against the outer collar i9 of a regulating spindle 2o. The regulating spindle 2o can be screwed into the cover 13 and is hollow or tubular. Above the collar i9 it has a tubular extension 21 which at the same time serves to guide the overpressure spring i8 surrounding it and has an annular collar 22 at its upper end. Against this collar 22 is supported within the tubular extension 21 an overpressure spring 23, the other end of which is supported by a spring plate 25 attached to the free end of a rod 24. A further bellows housing 26, in which a relief spring tube 27 is accommodated, is arranged above the valve housing i. This relief spring tube 27 is sealed on the one hand in the upper part of the valve cone 5 and on the other hand in a housing cover 2, 9 provided with a breathing channel 28. For filling, emptying and venting the outer bellows housing space 3o, a bore 32 that can be closed by means of a screw 31 is used. Furthermore, a special guide bush 33 is arranged in the housing 26 to guide the valve cone 5.

Der mittlere Durchmesser des Entlastungsfederrohres 27 entspricht dem lichten Durchmesser des Ventildurchganges 4. Dadurch ist das Ventil auf der Vordruckseite vollständig entlastet. Die Entlastung ,auf der Minderdruckseite wird durch eine innere Ringfläche des Balgbodens i i herbeigeführt, die dem lichten Durchmesser des Ventildurchganges 4 entspricht. Die restliche Fläche des Balgbodens i i bildet die Arbeits- oder Impulsfläche des auf den Minderdruck ansprechenden Arbeitsbalges i i, 12.The mean diameter of the relief spring tube 27 corresponds the clear diameter of the valve passage 4. This means that the valve is on the Completely relieved of pressure on the preprint side. The relief on the low pressure side is brought about by an inner annular surface of the bellows base i i, which corresponds to the clear diameter of the valve passage 4 corresponds. The remaining area of the bellows base i i forms the working or impulse area of the working bellows responding to the reduced pressure i i, 12.

Das Ventilgehäuse i kann mit dem Balggehäuse 6 und dem Balggehäuse 26 aus einem Stück bestehen, was vor allem bei kleineren Ausführungsformen des Regelventils von besonderem Vorteil ist. Selbstverständlich können aber die erwähnten Gehäuseteile auch voneinander getrennt ausgebildet und beispielsweise mittels Verschraubungen, Flansche od. dgl. miteinander verbunden sein. Die zum Vordruckraum 2 und zum Minderdruckraum 3 führenden Leitungsanschlüsse können als Muffen oder Flansche oder in sonstiger Weise ausgebildet sein. Die Wirkungsweise eines Regelventils der vorstehend beschriebenen Art ist folgende: Beispielsweise soll das Regelventil so eingestellt sein, daß der Druck des durch das Ventil strömenden Mediums auf ein bestimmtes Maß reduziert wird, wobei aber im Minderdruckraum 3 noch ein Überdruck, also ein Druck oberhalb des Atmosphärendruckes, aufrechterhalten werden soll. Zur Einstellung des Regelventils für diesen Zweck wird die Regulierspindel 2o durch Rechtsdrehung nach dem Innenraum 14 des Federbalges 11, 12 eingeschraubt, wodurch die Überdruckfeder 18 gespannt wird. Die Unterdruckfeder 23 dagegen wird durch diese Bewegung entspannt. Bei dieser Einstellung sucht die Überdruckfeder 18 den Ventilkegel 5 in seine öffnungsstellung zu bringen, und zwar entgegen der Wirkung des Druckes, der sich aus dem Minderdruckraum 3 durch die Bohrungen 8 in den Impulsraum 7 fortpflanzt und dort auf die Arbeitsfläche des Balgbodens wirkt. Sobald nun der Druck im Minderdruckraum 3 eine bestimmte Höhe überschreitet, überwindet er die Gegenwirkung der Überdruckfeder 18 und drückt den Balgboden i i nach unten, wodurch der Ventilkegel 5 den Ventildurchgang 4 drosselt bzw. völlig abschließt. Wenn der Überdruck im Minderdruckraum 3 wieder absinkt, drückt die Feder i8 den Balgboden hoch, so daß der Ventilkegel s von dem Ventilsitz abgehoben wird. Dieser Vorgang wiederholt sich jeweils bei einer Störung des Gleichgewichtszustandes. Im Minderdruckraum 3 wird also ein bestimmter Überdruck aufrechterhalten.The valve housing i can with the bellows housing 6 and the bellows housing 26 consist of one piece, which is especially true for smaller embodiments of the control valve is of particular advantage. Of course, however, the mentioned housing parts also designed separately from each other and, for example, by means of screw connections, Flanges or the like. Be connected to one another. The one to the pre-pressure chamber 2 and the downstream pressure chamber 3 leading line connections can be sleeves or flanges or other Way to be trained. How a control valve works The type described above is as follows: For example, the control valve should be so be set that the pressure of the medium flowing through the valve to a a certain amount is reduced, but there is still an overpressure in the reduced pressure chamber 3, that is, a pressure above atmospheric pressure is to be maintained. To the The regulating spindle 2o is used to set the control valve for this purpose Clockwise rotation after the interior 14 of the bellows 11, 12 screwed, whereby the pressure spring 18 is tensioned. The vacuum spring 23, however, is through this Movement relaxes. With this setting, the overpressure spring 18 seeks the valve cone 5 to bring it into its open position, against the effect of the pressure, which propagates from the reduced pressure space 3 through the bores 8 into the pulse space 7 and acts there on the working surface of the bellows base. As soon as the pressure in the low pressure room 3 exceeds a certain height, it overcomes the counteraction of the pressure spring 18 and presses the bellows base i i downwards, whereby the valve cone 5 opens the valve passage 4 throttles or closes completely. When the overpressure in the downstream pressure chamber 3 again drops, the spring i8 pushes the bellows base up, so that the valve cone s of the Valve seat is lifted off. This process is repeated each time a fault occurs the state of equilibrium. A certain overpressure is thus created in the reduced pressure space 3 maintain.

Wenn dagegen das Regelventil auf Unterdruck oder Vakuum ansprechen soll, so wird die Regulierspindel 2o durch Linksdrehung so weit herabgeschraubt, daß die Überdruckfeder 18 entspannt und die Unterdruckfeder 23 gespannt wird. Der Unterdruck im Minderdruckraum 3 wird ebenfalls durch die Bohrungen 8 in den Impulsraum 7 übertragen. Solange der gewünschte Unterdruck im Minderdruckraum 3 vorhanden ist, hält derselbe mit der Kraft der Unterdruckfeder 23 das Gleichgewicht. Wenn aber der Unterdruck ein bestimmtes Maß nach unten überschreitet, so wird der Balgboden i i von dem im Innenraum 14 des Arbeitsbalges herrschenden Atmosphärendruck entgegen der Kraft der Unterdruckfeder 23 gehoben, wodurch der Ventildurchgang 4 geöffnet wird und frisches Medium in den Minderdruckraum einströmt, bis der gewünschte Druckzustand wiederhergestellt ist und die Unterdruckfeder 23 den Ventildurchgang 4 wieder abdrosselt.If, on the other hand, the control valve responds to negative pressure or vacuum should, the regulating spindle 2o is screwed down by turning it to the left, that the pressure spring 18 is relaxed and the vacuum spring 23 is tensioned. Of the Negative pressure in the downstream pressure space 3 is also created through the bores 8 into the pulse space 7 transferred. As long as the desired negative pressure is present in the downstream pressure chamber 3, holds the same with the force of the vacuum spring 23 the equilibrium. If but If the negative pressure exceeds a certain level downwards, the bellows bottom becomes i i of the atmospheric pressure prevailing in the interior 14 of the working bellows the force of the vacuum spring 23 is raised, whereby the valve passage 4 opens and fresh medium flows into the reduced pressure space until the desired pressure state is restored and the vacuum spring 23 throttles the valve passage 4 again.

In beiden Fällen, sowohl bei Einstellung des Regelventils auf Überdruck als auch auf Unterdruck, kann der jeweils gewünschte Über- bzw. Unterdruck durch Verstellen der Regulierspindel genau eingestellt werden. Infolge der vollständigen Entlastung des Ventilkegels arbeitet ein derartiges Regelventil in beiden Fällen äußerst genau. Im einzelnen ist die Ausbildung und Formgebung des Regelventils selbstverständlich nicht an die beschriebene und dargestellte Form gebunden, sondern kann in beliebiger Weise abgeändert werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu über-, schreiten. Insbesondere kann die Anordnung der beiden Federn auch anders als beschrieben vorgenommen werden.In both cases, both when the control valve is set to overpressure as well as negative pressure, the respectively desired positive or negative pressure can be achieved Adjusting the regulating spindle can be set precisely. As a result of the full Such a control valve works to relieve the valve cone in both cases extremely accurate. In detail, the design and shape of the control valve is self-evident not bound to the form described and shown, but can be in any form Modified manner without thereby going beyond the scope of the invention. In particular, the two springs can also be arranged differently than described will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control valve for positive and negative pressure with one Disk-shaped or bellows-shaped, spring-loaded, acted upon by the reduced pressure Working diaphragm for controlling the valve cone, characterized in that for reciprocal Load on the working diaphragm two opposing directions, optionally adjustable in the active position Springs (i8, 23) are provided, one of which (18) under the action of a overpressure acting on the working diaphragm in the sense of closing the valve cone, the other (23) on the other hand under the action of a working diaphragm Underpressure is tensioned in the sense of an opening of the valve cone.

2. Control valve according to claim i, characterized in that the two springs (18, 23) of one common regulating spindle (2o) are supported, which the one spring tensions, the other spring, on the other hand, relaxes, and vice versa.

3. Control valve according to claims 1 and 2, characterized in that the two springs (18, 23) are concentric are arranged one inside the other, the overpressure spring (i8) on the one hand on the Diaphragm base (i i) and on the other hand on an outer collar (i9) of the regulating spindle (2o) while the vacuum spring (23) is on the one hand on the head plate (25) a rod attached to the diaphragm base and protruding into the hollow regulating spindle (24) and on the other hand on the inner end collar (22) of a tubular extension (21) the regulating spindle is supported.

4. Control valve according to claim i or i to 3, characterized characterized in that the two springs (18, 23) in the working diaphragm or working bellows housing (6) of the valve.